山西省吕梁市2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-11 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图所示为两分子系统的势能 $E_{p}$ 与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（）

A、当r等于 $r_{1}$ 时，分子间的作用力表现为引力 B、当r等于 $r_{1}$ 时，分子间的作用力表现为斥力 C、当r等于 $r_{2}$ 时，分子间的作用力最大 D、当r等于 $r_{2}$ 时，两分子系统的势能为0

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2. 2022冬奥会使北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市，奥运直播成为人们关注的焦点。下列关于电磁波的说法正确的是（）

A、麦克斯韦预言并用实验证明了电磁波的存在 B、电磁波在真空中的传播速度是 $c = 3 \times 1 0^{8} m / s$ C、红外线、紫外线、X射线、 $α$ 射线、 $β$ 射线、 $γ$ 射线均属于电磁波 D、电磁波只能传播信息不能传播能量

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3. 在大型活动现场如果麦克风的位置摆放不当，喇叭会发出刺耳的声音，这个刺耳的声音叫做“啸叫”，或者叫做“反馈增益”。这个过程是由于麦克风输入信号过强，使放出去的声音失真导致的啸叫。如图所示，会场上有M、N两个振动情况完全相同的喇叭，播放麦克风输入的相同频率的声音。空间有a、b、c、d、e五个位置，a、e在MN连线的中垂线上。试音时发现麦克风放置在e点喇叭会发出啸叫，判定在其余四个点中一定会发出啸叫的点为（）

A、a点 B、b点 C、c点 D、d点

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4. 一空船静止于水面上，船后舱因有漏洞进水，堵住漏洞后用一水泵把后舱中的水抽往前舱，前后舱用隔板隔开，如图所示。不计水的阻力，在抽水过程中船的运动情况是（）

A、保持静止 B、持续向前运动 C、持续向后运动 D、前后往复运动

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5. 如图，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；D₁、D₂是两个二极管，当电流从“＋”流向“-”时能通过，反之不通过；R₀是保护电阻，则（）

A、闭合S之后，B灯慢慢变亮 B、闭合S之后，A灯亮且亮度不变 C、断开S瞬时，A灯闪一下再慢慢熄灭 D、断开S瞬时，B灯闪一下再慢慢熄灭

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6. 如图所示，为一自耦变压器的电路图，其特点是铁芯上只绕有一个线圈，把整个线圈作为原线图，而取线圈的一部分作为副线圈。原线圈接在电压为U的正弦交流电源上，电流表 $A_{1}$ 、 $A_{2}$ ；均为理想交流电流表。当触头P向下移动时，下列说法正确的是（）

A、 $A_{1}$ 读数变小， $A_{2}$ 读数变小 B、 $A_{1}$ 读数变大， $A_{2}$ 读数变小 C、R两端电压变小，变压器输入功率变大 D、R两端电压变大，变压器输入功率变小

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7. 如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b，再经过bc过程到达状态c，然后经过ca过程回到状态a，设气体在状态a、状态b和状态c的温度分别为 $T_{a}$ 、 $T_{b}$ 和 $T_{c}$ ，下列说法正确的是（）

A、 $T_{b} > T_{a}$ ， $a \to b$ 过程放出热量 B、 $T_{c} > T_{b}$ ， $b \to c$ 过程放出热量 C、 $T_{a} = T_{c}$ ， $c \to a$ 过程吸收热量 D、 $T_{a} = T_{c}$ ，整个过程放出热量

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8. 如图所示，一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知 $O C = h$ ，弹簧的劲度系数为k，某时刻物体恰好以大小为v的速度经过C点并向上运动，则从此时刻开始半个周期的时间内，对质量为m的物体、下列说法中正确的是（）

A、重力势能减少了 $3 m g h$ B、回复力做功为 $2 m g h$ C、回复力的冲量大小为 $2 m v$ D、通过A点时回复力的大小为 $2 k h + m g$

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9. 空间存在着匀强磁场，磁场沿水平方向且垂直于xOy坐标轴所在平面。一带电的小球在重力和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该小球运动轨迹的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

10. “玉兔号”月球车上有一种小型核能电池，以提供月球车长时间处于黑夜工作时需要的电能，核能电池中核过程方程为 ${}_{94}^{238}P u \to {}_{95}^{238}A m + X$ ，下列说法正确的是（）

A、X是电子 B、X的穿透能力比 $α$ 粒子强 C、该核过程为重核的裂变 D、 ${}_{95}^{238}A m$ 的比结合能比 ${}_{94}^{238}P u$ 的比结合能大

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11. 用单色光a、b、c分别照射同一光电管，研究产生的光电效应现象，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示，下列说法正确的是（）

A、a、c单色光的颜色不相同 B、b照射光电管时，逸出光电子的最大初动能最大 C、增大b光的光照强度，逸出光电子的最大初动能增大 D、若a光照射某金属发生光电效应，b光照射该金属一定发生光电效应

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12. 一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）

A、这列波沿x轴负方向传播 B、经9秒时间质点A沿x轴传播225m，并且在波峰位置 C、若此波遇到另一列频率为1.25Hz的波能发生稳定干涉现象 D、若此波遇到一个大小为10m的障碍物不能发生明显的衍射现象

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三、实验题

13. 物理兴趣小组在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。

(1)、下列最合理的装置是____；

A、 B、 C、 D、

(2)、该小组同学根据实验数据，利用计算机拟合得到单摆周期T与摆长L的关系方程为： $T^{2} = 4.04 L - 0.05$ 。由此可以得出当地重力加速度 $g =$ $m / s^{2}$ （ $π$ 取3.14，结果保留3位有效数字），从方程中可知 $T^{2}$ 与L没有成正比关系，其原因可能是
A．开始计时时，小球可能在最高点 B．小球摆动过程中，可能摆角太大
C．计算摆长时，可能多加了小球的半径 D．计算摆长时，可能少加了小球的半径

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14. 如图所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球B，让小球A从斜槽上G点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球B放在斜槽前端边缘位置，让小球A从G点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

(1)、上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量小球的质量，为了防止碰撞后A球反弹，应保证A球的质量 $m_{A}$ B球质量 $m_{B}$ （选填“大于”、“等于”或“小于”）。

(2)、请由图乙读出碰撞前A球的水平射程OP为cm。

(3)、若两个小球在轨道末端碰撞过程动量守恒，则需验证的关系式为。（用题中给出的字母表示）

(4)、实验中造成误差的可能原因有____。

A、用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度值 B、轨道不光滑 C、轨道末端不水平 D、轨道末端到地面的高度未测量

(5)、若测得各落点痕迹到O点的距离： $O M = 2.68 c m$ ， $O N = 11.50 c m$ ， OP使用（2）中数据，并知小球的质量比为 $m_{A} ： m_{B} = 2 ： 1$ ，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量 $p^{'}$ 的百分误差 $η = \frac{| p - p^{'} |}{p} \times 100 % =$ %（结果保留一位有效数字）。

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四、解答题

15. 为建设“最美城市”打造宜居环境。在城市中心花园建设一人工湖，湖的形状像一个正立的碗，截面为半圆形，如图所示，半径 $R = 90 m$ ，在湖底A处放一单色LED灯，将湖内注满水。已知水对该单色光的折射率 $n = \frac{4}{3}$ ，光在真空中的传播速度 $c = 3.0 \times 1 0^{8} m / s$ ，不计湖底对光的反射。求：

(1)、从LED灯发出的单色光射出水面所需的最短时间t？

(2)、要使在湖的周围和上方均能看到LED灯发出的光，LED灯需要移动到距水面的最小距离约为多少？

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16. 如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在 $A 、 B$ 两处设有限制装置，使活塞只能在 $A 、 B$ 之间运动， $B$ 左面汽缸的容积为 $V_{0}$ ， $A 、 B$ 之间的容积为 $0.1 V_{0}$ ，开始时活塞在 $B$ 处，缸内气体的压强为 $0.9 P_{0}$ ( $P_{0}$ 为大气压强)，温度为 $297 K$ ，现缓慢加热汽缸内的理想气体，直至 $399.3 K$ .求：

(1)、活塞刚离开 $B$ 处时的温度；

(2)、缸内气体最后的压强.

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17. 如图甲，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为 $l = 1.0 m$ 的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线每边的电阻为 $0.005 Ω$ ；在 $t = 0$ 到 $t = 3.0 s$ 时间内，磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示。求：

(1)、 $t = 2.0 s$ 时金属框所受安培力的大小；

(2)、在 $t = 0$ 到 $t = 2.0 s$ 时间内金属框产生的焦耳热。

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18. 如图所示，光滑水平面上质量为 $m_{A} = 2 k g$ ， $m_{B} = 3 k g$ 的A、B两物块用轻质弹簧连接，一起以 $v_{0} = 4 m / s$ 的速度向右匀速运动，与静止在水平面上质量 $m_{C} = 1 k g$ 的物块C发生碰撞，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力。

(1)、若物块B与C发生弹性碰撞，求碰后C的速度大小；

(2)、若物块B与C碰撞后粘合在一起运动。
①求碰后C的速度大小；
②求此后弹簧能获得的最大弹性势能。

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